Smart Food Security – FoodSec

Work Packages 

The research activities are divided into four work packages. While each  focuses on its own specific research question and tasks, they are also linked together and will be developed in collaboration with network partners (industrial, academic, and local). 

WORK PACKAGE 1: Ensuring crop security by sensor development and data utilization in soil and growth media context

To maintain or improve the crop security of field production and to mitigate the environmental loading from agricultural areas, there is a need for functioning and robust methods for investigating, monitoring, and analyzing soil structure and hydraulic properties. Better understanding these properties are beneficial to researchers, farmers, farming advisors and food industry. WP1 develops smart digitalized approaches for smart biomass production by means of field data collection, analysis, and utilization. 

WP Lead: Dr. Iivari Kunttu

WORK PACKAGE 2: Sustainable food production in indoor farming. Advanced technologies for plant production

Controlled indoor farming provides tool to control chemical composition of plants. This WP focuses on production of edible plants with superior health implications. Also other applications, such as nutraceuticals and cosmeceuticals are of interest. Additionally, this WP focuses on growth stimulating compounds, which improves crop productivity by enhancing plant resistance against abiotic and biotic stresses. 

WP Lead: Dr. Marika Tossavainen

WORK PACKAGE 3: Advanced technologies in production of edible mushrooms and fungal mycelium for health promoting products (in bioreactors, vertical farms, or greenhouses)

WP3 research focuses on edible fungi and mycelium extracts, which can be utilized in products with health or nutritional implications. To develop the sustainable practices for fungal cultivation, utilization of different aqueous and solid side streams from food industry in fungal cultivation as a source of essential nutrients or carbon are studied. Furthermore, influence of growth conditions on chemical composition of fungal biomass will be revealed. 

WP Lead: Dr. Ulla Moilanen

WORK PACKAGE 4: Future networks and biotechnologies in food production (e.g., cellular agriculture)

Looking to the future, WP4 will further strengthen the connection between the biological and digital tools developed herein. To achieve this, the knowledge and tools of molecular biology will be applied to better understand and control the production of food in the projects’ various contexts. More specifically, we will identify and embed within existing processes novel strategies for the online measurement and control of process parameters related to e.g., metabolism of microorganisms in soil and submerged culture (i.e., cellular agriculture). Ultimately, this will not only contribute to more robust food production networks, but also provide the Häme region access to modern biotechnologies. 

WP Lead: Dr. Julie-Anne Gandier 

Smart Food Security

Smart Food Security -hankkeen tavoitteena on tehdä kestävää ruokaturvaa tukevaa käytännön tutkimusta. Hankkeessa tehtävä soveltava tutkimustyö kattaa kolme elintarviketeollisuuden tärkeää osa-aluetta:

1: Maaperän ja kasvualustojen kunto kestävässä alkutuotannossa,

2: Kerrosviljely ja bioreaktoreissa toteutettava sienten kasvattaminen ravinnerikkaan ruoan tuotannossa

3: Tulevaisuuden teknologiat ruoan sivuvirtojen hyödyntämiseksi ja uusien ruokatuotteiden kehittämiseksi.

Hankkeessa integroidaan synteettisen biologian tuntemusta ja solupohjaisen maatalouden menetelmiä tulevaisuuden ruokaturvan edistämiseen. Poikkileikkaavia teemoja hankkeessa ovat digitalisoidut mittaukset ja kestävään ruokaturvaan liittyvistä prosesseista kerätyn mittausdatan analysointi. Projektin tutkimustyötä tukevat myös teolliset, tutkimukselliset ja kansainväliset kumppanit älykkään biotalouden alueella.

TYÖPAKETIT

Hankkeen tutkimustoiminta on jaettu neljään työpakettiin. Jokainen työpaketti keskittyy omiin tutkimuskysymyksiinsä ja tehtäviinsä, mutta ne myös linkittyvät toisiinsa ja niitä kehitetään yhteistyössä hankkeen verkostokumppaneiden kanssa.

TYÖPAKETTI 1: Anturikehityksen ja datan keruun kehittäminen maaperän ja kasvualustan kunnon ja toiminnan varmistamiseen.

Peltotuotannon satovarmuuden ylläpitäminen ja parantaminen sekä maatalousalueiden ympäristökuormituksen vähentäminen edellyttävät toimivia menetelmiä maaperän rakenteen ja ominaisuuksien tutkimiseen, seurantaan ja analysointiin. Maaperän ominaisuuksien parempi ymmärtäminen hyödyttää tutkijoita, maanviljelijöitä, maatalouden tukiorganisaatioita sekä elintarviketeollisuutta. TP1 kehittää älykkäitä digitalisoituja lähestymistapoja älykkääseen biomassan tuotantoon pelloista kerättävän datan analyysin ja -käytön avulla.

Työpaketista vastaa: Iivari Kunttu

TYÖPAKETTI 2: Kestävä ravintokasvien tuotanto

Hallittu sisäviljely tarjoaa työkalun kasvien kemiallisen koostumuksen säätelyyn. Työpaketissa tutkitaan viljelymenetelmien ja -olosuhteiden vaikutusta kasvien bioaktiivisten yhdisteiden tuottoon. Tällaisia yhdisteitä ovat mm. ravintokasvien terveysvaikutteiset yhdisteet ja kosmetiikan aktiiviaineet. Työpaketissa tutkitaan myös biostimulanttien vaikutusta mm. sadon määrään, ravinteiden ottoon tai selviytymiseen stressaavissa kasvuolosuhteissa.

Työpaketista vastaa: Marika Tossavainen

TYÖPAKETTI 3: Kehittyneet teknologiat syötävien sienien ja sienirihmaston tuotannossa terveyttä edistäviin tuotteisiin (bioreaktoreissa, kerrosviljelyssä tai kasvihuoneissa)

WP3-tutkimus keskittyy syötäviin sieniin ja rihmastoihin sekä niiden uutteisiin, joita voidaan hyödyntää tuotteissa, joilla on terveydellisiä tai ravitsemuksellisia vaikutuksia. Sieniviljelyn kestävien käytäntöjen kehittämiseksi tutkitaan elintarviketeollisuuden eri vesi- ja kiintoainesivuvirtojen hyödyntämistä sieniviljelyssä välttämättömien ravinteiden tai hiilen lähteenä. Lisäksi selvitetään kasvuolosuhteiden vaikutus sienibiomassan kemialliseen koostumukseen.

Työpaketista vastaa: Ulla Moilanen

TYÖPAKETTI 4: Tulevaisuuden verkostot ja bioteknologiat elintarviketuotannossa (esim. solumaatalous)

TP4 keskittyy vahvistamaan biologisten ja digitaalisten työkalujen yhteyttä. Tämän saavuttamiseksi molekyylibiologian tietoja ja työkaluja sovelletaan elintarviketuotannon eri kontekstien parempaan ymmärtämiseen ja hallintaan. Tarkemmin sanottuna tunnistamme ja integroimme olemassa oleviin prosesseihin uusia strategioita prosessiparametrien online-mittaukseen ja hallintaan, jotka liittyvät esimerkiksi maaperässä ja nestekasvatuksissa olevien mikro-organismien metaboliaan. Lopulta tämä ei ainoastaan ​​vahvista elintarvikkeiden tuotantoverkostoja, vaan tarjoaa myös Hämeen alueen pääsyn moderniin bioteknologiaan.

Työpaketista vastaa: Julie-Anne Gandier